CN112399086A - 一种运动控制方法、装置、存储介质及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种运动控制方法、装置、存储介质及电子装置，其方法包括：获取用于控制目标摄像设备进行运动的运动命令；解析运动命令，以确定运动命令的命令类型；根据运动命令类型、目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及目标摄像设备在执行运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式；控制目标摄像设备按照目标运动模式运动。通过本发明，解决了相关技术中现有的加减速控制方式不能适应不同场景的监控业务的问题，进而达到了提高跟踪监控精度的效果。

Description

一种运动控制方法、装置、存储介质及电子装置

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，具体而言，涉及一种运动控制方法、装置、存储介质及电子装置。

背景技术

目前监控摄像机主要分为两类：IPC和球形摄像机(球机)，球机和IPC的主要区别是多了个云台，通过云台的水平垂直等方向的运动带动云台上摄像机的运动来达到灵活监控感兴趣场景的目的；云台的运动效果的好坏往往会对监控效果有影响，为保证云台在任意速度和距离下都能运动良好，需在云台控制过程中引入加减速控制策略。

现有球机云台控制系统简图如图1所示，云台MCU接收到球机机芯上层应用下发的参考运动命令后，人工离线拟合或者实时规划出一条加减速曲线，再将曲线上的运动值转化成对应的脉冲数或脉冲频率，并经过步进电机驱动中的脉冲发生器、脉冲分配器、功率放大器等模块处理后驱动步进电机转动，进而通过传动机构带动云台运动。

目前对云台进行加减速控制的方式在云台启动的稳、准、快的要求之间的存在矛盾，即若能够实现启动快，但是会存在跟踪不稳和跟踪不准的情况，若能够实现跟踪稳定和跟踪准确，则存在启动缓慢的问题；而随着AI技术的发展和用户对摄像机监控要求的提高，摄像机要适应不同场景业务下的监控，如远距离多个目标的大倍定点来回监控，不同速度运动目标的跟踪、云台巡迹、巡航等，这些场景业务下对稳、准、快的要求不尽相同，因而采用现有的加减速控制方式并不能很好的适应于上述场景。

发明内容

本发明实施例提供了一种运动控制方法、装置、存储介质及电子装置，以至少解决相关技术中现有的加减速控制方式不能适应不同场景的监控业务的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种运动控制方法，包括：

获取用于控制目标摄像设备进行运动的运动命令；

解析所述运动命令，以确定所述运动命令的命令类型；

根据所述运动命令的命令类型、所述目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及所述目标摄像设备在执行所述运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式；

控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式运动。

在一个示例性实施例中，在控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式运动之后，所述方法还包括：

在确定所述运动命令的命令类型为第一类型，且目标中央处理器CPU中的资源占用率达到目标阈值的情况下，将所述目标运动模式调整为第一预定运动模式，其中，在所述第一预定运动模式下，所述CPU中的资源占用率小于所述目标阈值；

控制所述目标摄像设备按照所述第一预定运动模式运动。

在一个示例性实施例中，在确定所述运动命令的命令类型之后，所述方法还包括：

在确定所述运动命令的命令类型为第二类型的情况下，控制所述目标摄像设备按照所述第一预定运动模式运动。

在一个示例性实施例中，根据所述运动命令类型、所述目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及所述目标摄像设备在执行所述运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式包括：

获取所述目标摄像设备所处的环境的环境信息；

根据所述环境信息、所述运动命令的命令类型、所述目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及所述目标摄像设备在执行所述运动命令时需要达到的目标运动速度，确定所述目标运动模式。

在一个示例性实施例中，在获取所述目标摄像设备所处的环境的环境信息之后，所述方法还包括：

在确定所述运动命令的命令类型为第二类型且所述环境信息达到预定条件的情况下，控制所述目标摄像设备按照第二预定运动模式运动。

在一个示例性实施例中，控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式运动包括：

获取所述目标摄像设备的设备参数信息；

根据所述设备参数信息，确定所述目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值；

控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值在各运动阶段进行运动。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种运动命令控制装置，包括：

命令获取模块，用于获取用于控制目标摄像设备进行运动的运动命令；

命令解析模块，用于解析所述运动命令，以确定所述运动命令的命令类型；

运动模式选择模块，用于根据所述运动命令的命令类型、所述目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及所述目标摄像设备在执行所述运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式；

运动控制模块，用于控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式运动。

在一个示例性实施例中，所述装置还包括：

第一运动模式调整模块，用于在确定所述运动命令的命令类型为第一类型，且目标中央处理器CPU中的资源占用率达到目标阈值的情况下，将所述目标运动模式调整为第一预定运动模式，其中，在所述第一预定运动模式下，所述CPU中的资源占用率小于所述目标阈值；

第一预定控制模块，用于控制所述目标摄像设备按照所述第一预定运动模式运动。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本发明，由于根据实际使用场景中实时的命令类型、镜头信息以及目标运动速度等情况的变化而实时调整目标摄像设备的运动模式，从而能够适应不同的场景，因此，可以解决相关技术中现有的加减速控制方式不能适应不同场景的监控业务的问题，达到提高跟踪监控精度的效果。

附图说明

图1是现有技术中球机云台控制系统的结构框图；

图2是根据本发明实施例的一种运动控制方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的一种运动控制装置的结构框图；

图4是根据本发明具体实施例的流程图一；

图5是根据本发明具体实施例的流程图二；

图6是根据本发明具体实施例的运动参数图一；

图7是根据本发明具体实施例的运动参数图二。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本实施例中提供了一种运动控制方法，图2是根据本发明实施例的一种运动控制方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，获取用于控制目标摄像设备进行运动的运动命令；

在本实施例中，目标摄像设备的运动形式包括(但不限于)对目标环境中的对象进行跟踪以及对目标环境进行监控，因而，此时获取的运动命令即为控制目标摄像设备执行跟踪运动或监控的命令；其中，执行跟踪运动或监控均可以是按照预定的路线反复执行，即跟踪过程可以是随目标对象的往复折返而按照预定的路线往返运动，监控过程也可以是按照预定的路线对目标区域或目标对象进行周期性或非周期性的反复监控；运动命令可以是以数据包的形式进行发送和接收，也可以是以信号的方式进行传输，还可以是以数据代码的方式进行传输。

其中，目标摄像设备可以是包括有云台的监控摄像机，也可以是其它具有运动功能或摄像功能的摄像设备；运动命令的获取可以是通过与目标设备相连接的控制台或控制设备以有线或无线通信的方式发送至目标摄像设备实现的，也可以是通过控制摄像设备自身的按钮或开关来实现的，还可以是通过人工输入的方式实现的；运动命令包括(但不限于)目标摄像设备需要执行的动作类型(即执行跟踪运动或监控动作)、需要运动的距离、速度、需要捕捉的目标对象、运动方向、监控角度等信息。

例如，目标摄像设备所在的控制系统发现目标区域出现的目标对象，随后通过无线通信的方式向目标摄像设备发送运动命令，使目标摄像设备机械能够对目标对象进行跟踪。

步骤S204，解析运动命令，以确定运动命令的命令类型；

在本实施例中，确定命令类型即为确定目标摄像所要执行的运动，例如执行跟踪运动或执行监控动作等。

其中，对运动命令的解析结果可以是通过预先设置的运动命令的对应关系来进行确定，也可以是通过预先设定的程序来确定。

例如，通过预先设置的程序对以数据包的形式进行传输的运动命令进行数据解析，并通过解析后的数据信息确定命令类型。

步骤S206，根据运动命令的命令类型、目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及目标摄像设备在执行运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式；

在本实施例中，通过运动命令类型等信息来确定目标运动模式，是为了使目标摄像设备能够适应不同使用环境，满足不同环境中对目标摄像设备对快、稳、准的需求，从而提高不同的使用环境中跟踪或监控的图像的精确性。

其中，目标镜头的镜头信息可以(不限于)是在特定环境中需要使用的大倍率镜头或小倍率镜头等，且镜头信息的确定需要根据需要跟踪或监控的目标对象与目标摄像设备所在的距离来确定，例如，当目标对象与目标摄像设备的距离较近时，可以采用小倍率镜头，而距离较远则采用大倍率镜头，以保证采集到的目标对象的图像的清晰度；目标运动速度可以(但不限于)为目标摄像设备跟踪目标对象或对目标对象进行监控时，使目标对象始终位于图像的正中央或位于图像画面中所需要达到的速度；目标模式包括(但不限于)根据S型加减速算法执行的第一运动模式、根据e型加减速算法执行的第二运动模式、根据e+S型加减速算法执行的第三运动模式以及根据半S型加减速算法执行的第四运动模式等，其中，S型加减速算法为根据S曲线模型，使目标摄像设备的加减速过程的速度曲线呈S型，且加速度曲线为三角形或梯形；e加减速算法为根据指数模型，使目标摄像设备的加减速过程的速度曲线指数上升或下降；e+S型加减速算法为前述指数e型加减速和S型加减速的组合，即启动阶段采用指数模型，加速后半段采用S模型；半S型加减速算法为加速度随着速度的增加而减小，且加速度曲线变化趋势和“e+S”模型类似。

需要说明的是，目标镜头的镜头信息以及目标运动速度均可以通过目标摄像设备所在管理系统进行预先计算来确定，并在确定了对应的信息后再将相关数据传输至执行控制动作的目标摄像设备或管理平台处，再通过管理平台将包含有相关数据的运动命令的发送至目标摄像设备。

步骤S208，控制目标摄像设备按照目标运动模式运动。

在本实施例中，目标摄像设备确定目标运动模式后，按照目标运动模式对应的运动状态及对应的运动数据驱动对应的驱动设备进行工作，从而使目标摄像设备完成目标运动。

其中，不仅驱动设备可以(但不限于)是步进电机、驱动电机等驱动装置；控制目标摄像设备按照目标运动模式运动的设备可以是目标摄像设备自带的控制芯片。

例如，目标摄像设备自带的控制芯片按照目标运动模式生成驱动信号以驱动步进电机动作，从而使步进电机带动目标摄像设备运动。

通过上述步骤，由于根据实际使用场景中实时的命令类型、镜头信息以及目标运动速度等情况的变化而实时调整目标摄像设备的运动模式，从而能够适应不同的场景，解决了相关技术中现有的加减速控制方式不能适应不同场景的监控业务的问题，提高了跟踪监控精度。

在一个可选的实施例中，在控制目标摄像设备按照目标运动模式运动之后，该方法还包括：

步骤S2010，在确定运动命令的命令类型为第一类型，且目标中央处理器CPU中的资源占用率达到目标阈值的情况下，将目标运动模式调整为第一预定运动模式，其中，在第一预定运动模式下，CPU中的资源占用率小于目标阈值；

步骤S2012，控制目标摄像设备按照第一预定运动模式运动。

在本实施例中，在确定运动命令的类型为指示目标摄像设备执行跟踪运动的第一类型，且在采用根据e+S型加减速算法执行的第三运动模式驱动目标摄像设备运动时，由于e+S型加减速算法的计算量较大，因而容易占用较多的CPU资源，从而导致CPU中的资源紧张；在这种情况下，为减少CPU资源的占用，可以将根据e+S型加减速算法执行的第三运动模式切换为根据半S型加减速算法执行的第四运动模式，由于半S型加减速算法占用的CPU资源较低，因而能够避免CPU资源的紧张。

其中，目标阈值可以根据具实际使用的CPU的型号及其资源的大小进行确定。

在一个可选的实施例中，在确定运动命令的命令类型之后，该方法还包括：

步骤S2042，在确定运动命令的命令类型为第二类型的情况下，控制目标摄像设备按照第一预定运动模式运动。

在本实施例中，在确定运动命令的类型为指示目标摄像设备执行监控动作的第二类型时，可以(但不限于)默认选择根据半S型加减速算法执行的第四运动模式，从而在节约CPU资源的情况下，实现快速启动以及精准控制。需要说明的是，默认的运动模式还可以根据实际使用情况及需要选择其它运动模式，例如，可以在确定运动命令为第二类型的情况下，选择第二运动模式、第一运动模式或第三运动模式中的任意一个或多中运动模式的组合，只要能够满足实际使用需求即可。

在一个可选的实施例中，根据运动命令类型、目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及目标摄像设备在执行运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式包括：

步骤S2062，获取目标摄像设备所处的环境的环境信息；

步骤S2064，根据环境信息、运动命令的命令类型、目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及目标摄像设备在执行运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式。

在本实施例中，获取目标摄像设备所处环境的环境信息是为了适应不同的使用环境，从而能够根据使用环境的环境信息作出更加精准的运动模式判断。

其中，环境信息包括(但不限于)目标摄像设备所处环境的天气信息、温湿度信息、降水量、大雾浓度、冰雪等级等信息。

例如，当环境信息为非恶劣天气，且镜头信息为大倍率镜头，则选择第二运动模式，从而确保目标摄像设备早整个监控过程启停平稳且不失步，进而保证图像清晰和位置准确，否则选择第四运动模式。

在一个可选的实施例中，在获取目标摄像设备所处的环境的环境信息之后，该方法还包括：

步骤S20642，在确定运动命令的命令类型为第二类型且环境信息达到预定条件的情况下，控制目标摄像设备按照第二预定运动模式运动。

在本实施例中，控制目标摄像设备按照第二预定运动模式运动是为了适应不同的天气环境，从而能够适应不同的使用环境。

例如，在运动命令为指示目标摄像设备执行监控动作，且环境信息为满足非恶劣天气的情况下，则确定第二运动模式为第二预定运动模式，从而使目标摄像设备在非恶劣天气的情况下确保目标摄像设备的监控过程能够实现启停平稳且不失步，从而保证图像清晰和位置准确。

在一个可选的实施例中，控制目标摄像设备按照目标运动模式运动包括：

步骤S2082，获取目标摄像设备的设备参数信息；

步骤S2084，根据设备参数信息，确定目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值；

步骤S2086，控制目标摄像设备按照目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值在各运动阶段进行运动。

在本实施例中，根据目标摄像设备的设备参数信息确定目标设备在各个运动运动阶段的参数值，随后再在对应的运动阶段生成对应的脉冲信号以驱动步进电机动作，进而带动目标摄像设备按照目标运动模式运动，保证摄像的精确性。

其中，目标摄像设备的设备参数信息包括(但不限于)转动惯量J、摩擦力矩f、云台传动比N_传、电机最大力矩T_m、及需达到的目标速度V_i等；目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值包括按照对应的公式所计算得到的目标摄像设备加减速过程中的最大加速度A_max、加速到目标给定速度V_i耗时t₁、运动过程的最大加加速度j_max、加速过程运动距离等信息。

需要说明的是，目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值分别按照如下公式计算获得：

A_max＝(N_传T_m-T_L-f)/J 式1

V(t)＝A_maxt-j_maxt²/2 0≤t＜t1 式2

V(t)＝V_i-j_maxt²/2 t2≤t＜t3 式3

式中，t₂为第二运动阶段的运动时间，t₃为第三运动阶段的运动时间，V_t为具体时间点的瞬时速度；进一步的，加速到目标给定速度V_i耗时以及运动过程的最大加加速度为：

t₁＝2V_i/A_max

j_maxt₁＝A_max

j_max＝A_max/t1＝A_max*A_max/(2*V_i) 式4

根据式1～4可知达到用户指定的V_i目标最大速度时，可知加速过程运动距离计算为：

因此在达到用户给定的Vi目标速度时，即t＝t1时刻，加速阶段走过的总距离为：

如果不考虑匀速段，则整个加速到V_i后立即减速过程中运动的总距离为：

根据定位时下发命令参数(S_给定,V_i)的大小需判断定位过程中最大速度是否能够到达给定的V_i；根据以下策略将定位过程中的曲线生成分为以下2种情形：

情形1：若用户给定参数(V_i，S_给定)比较大，即S_给定＞S_总理论，则说明给定定位距离下能达到目标速度V_i，并且存在匀速段，则整个过程中匀速段形成的加速度和速度曲线按照如下公式计算得到：

t＝t2-t1＝(S_给定-S_总理论)/V_i

t1＝2V_i/A_max 式6

t2＝2V_i/A_max+(S_给定-S_总理论)/V_i 式7

t3＝4V_i/A_max 式8

减速段不需要重新计算，采用对称映射的方式赋值即可。

情形2：若用户给定参数(V_i，S_给定)比较小，即S_给定＜＝S_总理论，则说明给定定位距离下不能达到目标速度V_i，不存在匀速段，需重新计算新的能达到的最大速度V_i新：

由

得到：

则新的加速段和减速段时间：

t1＝2V_i新/A_max，j_max＝A_max/t1 式9

t2＝t1 式10

t3＝2*t1 式11

在一个可选的实施例中，在确定目标运动模式为第四运动模式的情况下，控制目标摄像设备按照目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值在各运动阶段进行运动包括：

步骤S20862，在运动时间的第一时间段内周期性生成第一脉冲信号以指示驱动电机在第一时间段内达到第一运动状态，并积累第一运动时间；

步骤S20864，在第一运动时间达到第一预设值的情况下，保持当前运动状态，并积累第二运动时间；

步骤S20866，在第二运动时间达到第二预设值的情况下，周期性生成指示驱动电机执行第三运动状态的第三脉冲信号，并积累第三运动时间；

步骤S20868，在第三运动时间达到第三预设值的情况下，生成停止运动信号使驱动电机停止工作。

在本实施例中，控制电机开始运动后，先按式1计算0至t1时间段内任意t时刻对应的速度值，随后生成第一脉冲信号以驱动步进电机工作，并积累此时的工作时间；随后当积累的工作时间达到t1时，说明已加速到目标速度，此时保持速度不变以执行匀速运动，同时继续对时间进行累加更新；当时间累加值达到t2时，开始执行减速，按式2计算任意t时刻对应的速度值以及定时器中断周期，以产生该速度下对应的第三脉冲信号来驱动步进电机动作，同时更新当前累加时间；当时间累加值达到t3时，此时已达到目标位置，因而生成停止运动信号使驱动电机停止工作，精确定位结束。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

在本实施例中还提供了一种运动命令控制装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明实施例的一种运动控制装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：

命令获取模块32，用于获取用于控制目标摄像设备进行运动的运动命令；

命令解析模块34，用于解析运动命令，以确定运动命令的命令类型；

运动模式选择模块36，用于根据运动命令的命令类型、目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及目标摄像设备在执行运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式；

运动控制模块38，用于控制目标摄像设备按照目标运动模式运动。

在一个可选的实施例中，该装置还包括：

第一运动模式调整模块310，用于在确定运动命令的命令类型为第一类型，且目标中央处理器CPU中的资源占用率达到目标阈值的情况下，将目标运动模式调整为第一预定运动模式，其中，在第一预定运动模式下，CPU中的资源占用率小于目标阈值；

第一预定控制模块312，用于控制目标摄像设备按照第一预定运动模式运动。

在一个可选的实施例中，命令解析模块34包括：

第二预定控制单元342，用于在确定运动命令的命令类型为第二类型的情况下，控制目标摄像设备按照第一预定运动模式运动。

在一个可选的实施例中，运动模块式选择模块38包括：

运动环境采集单元382，用于获取目标摄像设备所处的环境的环境信息；

第一运动模式选择单元384，根据环境信息、运动命令的命令类型、目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及目标摄像设备在执行运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式。

在一个可选的实施例中，运动环境采集单元382包括：

第三预定控制子单元3822，用于在确定运动命令的命令类型为第二类型且环境信息达到预定条件的情况下，控制目标摄像设备按照第二预定运动模式运动。

在一个可选的实施例中，运动控制模块38还包括：

设备信息采集模块386，用于获取目标摄像设备的设备参数信息；

运动参数计算单元388，用于根据设备参数信息，确定目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值；

运动控制单元3810，用于控制目标摄像设备按照目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值在各运动阶段进行运动。

在一个可选的实施例中，运动控制单元3810包括：

第一运动子单元38102，用于在运动时间的第一时间段内周期性生成第一脉冲信号以指示驱动电机在第一时间段内达到第一运动状态，并积累第一运动时间；

第二运动子单元38104，用于在第一运动时间达到第一预设值的情况下，保持当前运动状态，并积累第二运动时间；

第三运动子单元38106，用于在第二运动时间达到第二预设值的情况下，周期性生成指示驱动电机执行第三运动状态的第三脉冲信号，并积累第三运动时间；

第四运动子单元38102，用于在第三运动时间达到第三预设值的情况下，生成停止运动信号使驱动电机停止工作。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

下面结合具体的实施例对本发明进行说明。

如图4所示，摄像机云台自适应加减速匹配方法的具体实现步骤为：

步骤S401：获取该摄像机变倍参数，如最大倍率Zmax，获取云台运动最大速度Vmax，完成摄像机系统初始化，为后续做准备；

步骤S402：根据用户下发给云台的命令类型，确定当前需进行目标跟踪还是跑巡航或者精确定位；另外根据雨量等传感器或者借助图像分析出当前监控场景的天气恶劣程度，是否是大风、大雨、大雪等天气，并进行记录；

步骤S403：根据上述得到的运动命令类型及当前天气情况，以及当前监控所需达到的镜头倍率和速度实时匹配出云台当前最适合的加减速类型；

步骤S404：当需要对目标进行实时跟踪时，实时获取目标跟踪速度和对应的倍率大小，当判断为高速大倍或者高速小倍时，云台选择e+S加减速控制云台加速到给定的目标跟踪速度；

其中，当判断为低速小倍时，则切换到半S加减速；

当判断为低速大倍时又自动切回到S型加减速。由于目标跟踪过程中随着目标的速度和镜头倍率一般都会发生变化，因此完成某个目标单次跟踪的整个过程中的3种加减速策略都可能用到；

另外当摄像有CPU资源限制时，如果当前CPU计算资源紧张则上述情形中的e+S型加减速需切换到半S型加减速。

上述高速和大倍的定义及具体数值的选择可根据实际需要或者经验值进行确定，比如，速度超过摄像机云台最大速度能力值的一半时就可认为是高速，同理监控倍率大于镜头最大变倍能力一半时就可认为是大倍监控场景。

步骤S405：当用户需要跑非跟踪业务功能时，通常都自动选择半S型加减速完成对云台的精确定位和持续移动；只有在需要大倍率监控场景且外界非恶劣天气条件下才使用S加减速，以确保整个运动过程启停平稳且不失步，保证图像清晰和位置准确；再根据所选择的加减速策略实时控制云台转动到给定速度和位置。

根据上述方法自动匹配好加减速类型后下一步需实时完成对云台的加减速运动控制，以小倍率场景下所选择的半S型加减速模型为例，来说明云台在两个设定位置点间进行精确定位的实现过程，其实现流程如图5所示：

步骤S501：接收目标跟踪时的持续运动命令后，获取设备系统参数，如转动惯量J和摩擦力矩f，云台传动比N_传，电机最大力矩T_m，及需达到的目标速度V_i等。并根据公式1计算出设备加减速过程中的最大加速度A_max。

步骤步骤S502：根据式5计算出加速段和减速段总距离，以及根据式4计算出设备允许的最大加加速度。

步骤步骤S503：根据给定距离及计算出的总距离二者关系，判断出加减速曲线类型，并按该类型下对应的公式6～11计算出曲线上各段时间，并按采样周期T进行时间离散。

步骤步骤S504：控制电机开始运动后，先按式1计算0至t1时间段内任意t时刻对应的速度值以及定时器中断周期，在中断中产生该速度下对应的脉冲频率来驱动电机，并适时计算当前累加时间。

步骤步骤S505：当时间累加值达到t1时，说明已加速到目标速度，保持速度不变，匀速运动，继续对时间进行累加更新。

步骤步骤S506：当时间累加值达到t2时开始减速，按式2计算任意t时刻对应的速度值以及定时器中断周期，以产生该速度下对应的脉冲频率来驱动电机；更新当前累加时间。

步骤步骤S507：当时间累加值达到t3时，此时已达到目标位置，运动停止，精确定位结束。

半S加减速过程速度和加速度及所需力矩变化曲线如图6所示。

线条1为加速和减速过程中的速度曲线，线条2为加速度曲线，线条3曲线为加速过程所需要的力矩变化，整个加速过程所需力矩逐渐降低(而S加减速所需力矩是先增大后减小)，和电机实际力矩输出大小变化趋势一致，因此加速过程比S加减速更不容易失步，从而确保位置准确性。另外由图中可知整个过程在启动低速时的加速度最大，而此刻电机实际输出的力矩也是最大，因此可直接根据式1就可快速确定整个加速过程中的最大加速度A_max，而不需要反复试凑调试得到。

A_max＝(N_传T_m-T_L-f)/J 式1

式中，N_传为云台的传动比，T_m为电机的最大输出力矩，T_L为摄像机负载转矩大小，f为摩擦转矩，J为摄像机转动惯量。这些在摄像机确定后都是已知量。

另外根据上述模型可得速度关系为：

V(t)＝A_maxt-j_maxt²/2 0≤t＜t1 式2

V(t)＝V_i-j_maxt²/2 t2≤t＜t3 式3

加速到目标给定速度V_i耗时以及运动过程的最大加加速度为：

t₁＝2V_i/A_max

j_maxt₁＝A_max

j_max＝A_max/t1＝A_max*A_max/(2*V_i) 式4

根据式1～4可知达到用户指定的V_i目标最大速度时，可知加速过程运动距离计算为：

因此在达到用户给定的Vi目标速度时，即t＝t1时刻，加速阶段走过的总距离为：

如果不考虑匀速段，则整个加速到V_i后立即减速过程中运动的总距离为：

根据定位时下发命令参数(S_给定,V_i)的大小需判断定位过程中最大速度是否能够到达给定的V_i；根据以下策略将定位过程中的曲线生成分为以下2种情形：

情形1：若用户给定参数(Vi，S_给定)比较大，即S_给定＞S_总理论，则说明给定定位距离下能达到目标速度Vi，并且存在匀速段，则整个过程中匀速段形成的加速度和速度曲线如图7所示：

图中线条2曲线为整个定位过程的加速度曲线、线条3为速度曲线。

对应计算出匀速段的时间：

t＝t2-t1＝(S_给定-S_总理论)/V_i

t1＝2V_i/A_max 式6

t2＝2V_i/A_max+(S_给定-S_总理论)/V_i 式7

t3＝4V_i/A_max 式8

减速段不需要重新计算，采用对称映射的方式赋值即可。

(2)若用户给定参数(Vi，S_给定)比较小，即S_给定＜＝S_总理论，则说明给定定位距离下不能达到目标速度Vi，不存在匀速段，需重新计算新的能达到的最大速度Vi新：

由

得到：

得到：

则新的加速段和减速段时间：

t1＝2V_i新/A_max，j_max＝A_max/t1 式9

t2＝t1 式10

t3＝2*t1 式11

综上所述，所提出半S加减速控制过程计算简单，并且加速度曲线变化趋势和“e+S”模型类似，即整个运动过程受力变化情况更加符合步进电机矩频特性变化趋势，从而确保在恶劣环境下也不容易失步。

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运动控制方法，其特征在于，包括：

获取用于控制目标摄像设备进行运动的运动命令；

解析所述运动命令，以确定所述运动命令的命令类型；

根据所述运动命令的命令类型、所述目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及所述目标摄像设备在执行所述运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式；

控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式运动之后，所述方法还包括：

在确定所述运动命令的命令类型为第一类型，且目标中央处理器CPU中的资源占用率达到目标阈值的情况下，将所述目标运动模式调整为第一预定运动模式，其中，在所述第一预定运动模式下，所述CPU中的资源占用率小于所述目标阈值；

控制所述目标摄像设备按照所述第一预定运动模式运动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所述运动命令的命令类型之后，所述方法还包括：

在确定所述运动命令的命令类型为第二类型的情况下，控制所述目标摄像设备按照所述第一预定运动模式运动。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述运动命令类型、所述目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及所述目标摄像设备在执行所述运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式包括：

获取所述目标摄像设备所处的环境的环境信息；

根据所述环境信息、所述运动命令的命令类型、所述目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及所述目标摄像设备在执行所述运动命令时需要达到的目标运动速度，确定所述目标运动模式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在获取所述目标摄像设备所处的环境的环境信息之后，所述方法还包括：

在确定所述运动命令的命令类型为第二类型且所述环境信息达到预定条件的情况下，控制所述目标摄像设备按照第二预定运动模式运动。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式运动包括：

获取所述目标摄像设备的设备参数信息；

根据所述设备参数信息，确定所述目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值；

控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式中包括的运动参数在各运动阶段的参数值在各运动阶段进行运动。

7.一种运动控制装置，其特征在于，包括：

命令获取模块，用于获取用于控制目标摄像设备进行运动的运动命令；

命令解析模块，用于解析所述运动命令，以确定所述运动命令的命令类型；

运动模式选择模块，用于根据所述运动命令的命令类型、所述目标摄像设备中包括的目标镜头的镜头信息以及所述目标摄像设备在执行所述运动命令时需要达到的目标运动速度，确定目标运动模式；

运动控制模块，用于控制所述目标摄像设备按照所述目标运动模式运动。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一运动模式调整模块，用于在确定所述运动命令的命令类型为第一类型，且目标中央处理器CPU中的资源占用率达到目标阈值的情况下，将所述目标运动模式调整为第一预定运动模式，其中，在所述第一预定运动模式下，所述CPU中的资源占用率小于所述目标阈值；

第一预定控制模块，用于控制所述目标摄像设备按照所述第一预定运动模式运动。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至6任一项中所述的方法。

10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至6任一项中所述的方法。

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